金强河上游采金废弃区生态修复模式研究

周忠三，陵军成

(1.天祝藏族自治县水务局，甘肃 天祝 733299； 2.天祝藏族自治县林业工作站，甘肃 天祝 733299)

金强河地处甘肃省天祝藏族自治县东南部，发源于祁连山冷龙岭东麓的青峰岭，是天祝藏族自治县最大的两个农牧业灌区金强河灌区和松山灌区的水源地。金强河上游自1983年开始出现群众性的采金淘金活动以来，采金淘金规模不断扩大，且由起初的小规模人工采挖逐步发展到大规模的机械采挖，整个河床遍布坑穴和槽井，植被破坏严重。1997年以来，采金区向两岸台地和上下游大范围延伸，致使两岸碎石涌向河流，砂砾随意横卧河床，严重阻碍了河道水流下泄，地表水通过矿坑下渗，游走于砂砾之下，地表径流几近干枯。2005年国家依法取缔了金强河所有采金活动，关停了所有矿区，但对采金活动造成的植被破坏没有采取人工措施进行生态修复。2015年甘肃省实施祁连山综合治理，一系列政策落地生根。基于此，我们在金强河上游采金废弃区进行了生态修复试验，分别实施了回填、整地、覆土、种草、种树、封育等修复措施及不同组合措施，研究了不同生态修复模式对试验区植被数量及其多样性、保存率、盖度的影响，以及不同生态修复模式的水土保持效果，以期筛选出金强河上游采金废弃区最佳的生态修复模式，并为今后祁连山生态治理和修复提供参考。

1 试验地概况

试验地位于甘肃省祁连山国家级自然保护区华隆林区金强河上游采金废弃区，面积610 hm2，海拔2 600～3 100 m。属大陆性季风气候区，年平均气温2.0 ℃，极端最高气温30 ℃，极端最低气温-26 ℃；年降水量350～400 mm，主要集中在7—9月，年水面蒸发量1 280 mm，无霜期90～120 d。试验在金强河上游代乾镇14 km河段内进行，该河段地形地貌为河谷滩地，受采金等人为活动影响，河滩遍布深15～35 m的矿坑和高15～20 m的砂石山包，遭受破坏的河床最宽处达1 500 m，最窄处仅50 m，试验区砾石裸露，植被稀少，仅有少量沙棘(HippophearhamnoidesL.)和芨芨草[Achnatherumsplendens(Trin.)Nevski]，与周围的原始植被景观反差巨大。

2 材料与方法

2.1 试验方法

试验共设5种生态修复模式(处理)：①回填整地+覆土+种草+封育，即先回填矿坑，将砂石山包整成缓坡地，然后在其表面覆土20 cm，种植披碱草(ElymuscylindricusTurcz.)，披碱草播种量225 kg/hm2，种草完成后架设铁丝围栏围堵，进行封育；②回填整地+种树+封育，即先回填矿坑，将砂石山包整成缓坡地，然后栽植一年生沙棘苗，栽植密度2 m×2 m，栽植完成后架设铁丝围栏围堵，进行封育；③回填整地+覆土+种树+封育，即先回填矿坑，将砂石山包整成缓坡地，然后在砂石表面覆土20 cm，栽植一年生沙棘苗，栽植密度2 m×2 m，栽植完成后架设铁丝围栏围堵，进行封育；④回填整地+覆土+种草+种树+封育，即先回填矿坑，将砂石山包整成缓坡地，然后在砂石表面覆土20 cm，种植披碱草后(披碱草播种量225 kg/hm2)再栽植沙棘，栽植密度2 m×2 m，种草种树完成后架设铁丝围栏围堵，进行封育；⑤天然封育，即对照(CK)，只架设铁丝围栏围堵，防止人畜进入，进行天然封育修复。各处理随机区组排列，重复3次，小区面积1 hm2。

2.2 测定内容

所有生态修复模式(处理)2015年4月上旬开始施工，5月上旬完成。修复当年7月下旬，每小区随机抽取3块样地，样地面积667 m2，调查不同处理披碱草出苗率和沙棘成活率。2015、2016和2017年10月上旬，分别调查不同处理的植被数量(株/m2)、多样性(种/m2)。2017年10月，分别调查不同处理的植被盖度，样地地表径流痕迹(条)，披碱草和沙棘的高度、保存率，采用烘干法测定0～20 cm土层土壤相对含水量，并根据《甘肃省林业系统自然保护区生态修复验收办法》对修复后地表的土质疏松程度和修复效果进行综合评价。所有数据求平均值，利用Excel 2003和DPS 6.01软件进行统计分析。

3 结果与分析

3.1 不同修复模式(处理)对植被生长的影响

不同处理对植被生长的影响见表1。

表1 不同处理的植被生长表现

由表1可以看出，处理4(回填整地+覆土+种草+种树+封育)的植被盖度最高，为52.46%，较处理1、2、3和5分别提高了22.94%、74.05%、53.26%和143.77%；处理1(回填整地+覆土+种草+封育)的盖度较高，为42.67%，较处理2、3和5分别提高了41.57%、24.66%和98.28%；从所有处理来看，处理1的出苗率和保存率高于处理2、3的成活率和保存率，即采取单一植物措施时，就植被恢复效果来看种草优于植树，若采取林草间作则效果最好，因为处理4的披碱草出苗率、保存率和沙棘成活率、保存率均高于只有种草的处理1和只有种树的处理2、3；对比处理2、3，可以看出覆土对沙棘成活率和保存率的影响较小，两者的成活率和保存率接近，说明地表覆土对深根系木本植物沙棘的生长影响较小。

3.2 不同修复模式(处理)对植被数量和多样性的影响

由表2可以看出，采金区采取生态修复措施后，不同年份的植被数量和多样性均以处理4最高，不同处理2015—2017年植被数量和多样性由高到低的排序均为处理4>处理1>处理3>处理2>处理5。

表2 不同处理的植被数量和多样性

3.3 不同修复模式(处理)对治理成效的影响

生态修复第3年的治理成效见表3。

表3 2017年不同处理的治理成效

由表3可以看出，生态修复后地表雨水形成的径流痕迹以处理4最少，且其0～20 cm土壤相对含水量最高，地表疏松程度表现为坚硬，修复效果综合评价为优；从所有处理来看，覆土修复模式(处理1、3、4)0～20 cm土壤相对含水量均高于未覆土的修复模式(处理2、5)，且地表疏松程度表现为坚硬，而未覆土修复模式地表疏松程度表现为松散，说明覆土对松散的砂砾表面具有稳固和增加湿度的作用。

4 结论与建议

(1)在以砂砾石为主要构成的采金区进行生态修复时，应采取回填整地+覆土+种草+种树+封育修复模式。该模式能发挥林草间作的互作效应，修复后地表植被数量、多样性、保存率和盖度最高，样地内地表雨水形成的径流痕迹为0，0～20 cm土层土壤相对含水量最高。

(2)回填矿坑和平整砂石山包的作用是恢复地表的连续性，使地形地貌尽可能恢复到破坏前的状态，并与四周未破坏的地表形成一个连续整体，因此回填矿坑和平整砂石山包是采金区整个生态修复工程的基础性工作，缺此不可。回填矿坑和平整砂石山包工作完成后，通过覆土在松散的砂砾地表形成覆盖体，可为浅根系草本植物生长创造良好的土壤环境。

(3)种草短期效果好，但固土保水能力有限，必须配植根系较深的灌木。

(4)在修复区架设围栏防止人畜进入，是生态修复一惯使用的措施，其目的是巩固修复成果，应当坚决实施。